环保数采仪开发及功能介绍

数采仪是根据国家污染源在线自动监控系统数据传输标准而定制的一款专用设备。它主要负责通过RS232口轮询采集下位机的数据并在本地存储最新信息采集信息，采集到的数据通过无线传输设备传给上位机，同时它还有历史数据存储及查询功能，可以存储和查询三个月以内的分钟数据、小时数据和日数据。 ### 环保数采仪开发及功能介绍 #### 一、设计目的 HCS001数采仪是一款专为满足国家污染源在线自动监控系统数据传输标准而设计的专用设备。其主要任务是通过RS232接口轮询采集下位机的数据，并将这些数据本地存储以及通过无线传输设备发送至上位机。此外，该设备还具有存储和查询历史数据的功能，能够保存和查询最近三个月内的分钟数据、小时数据和日数据。 #### 二、HCS001数采仪配置环境 **2.1 芯片型号** - **处理器**: CORTEX-M3 - **存储器**: 16M - **外部存储**: 4G SD卡 **2.2 开发语言及编译环境** - **开发语言**: C - **编译环境**: KEIL **2.3 硬件电路板说明** - **供电方式**: DC12V - **通讯接口**: 包含两路RS232通讯接口（一路用于与无线模块连接，另一路用于与下位机通信）和一路RS485通讯接口（用于与下位机通信） - **模拟量输入**: 八路4-20mA模拟量输入接口 - **开关量输入**: 八路开关量输入，采用光电隔离技术 - **存储器**: 内置SD卡，用于存储配置数据 - **拨码开关**: 带有8位拨码开关，用于设置地址 - **显示屏**: 2.8寸触摸液晶屏 - **后备电池**: 配备后备电池 - **网络接口**: 10M/100M以太网接口 - **复位按键**: 按下后系统恢复初始状态 #### 三、功能设计 **3.1 功能结构图** （注：此处未提供图片，仅用文字描述） **3.2 地址设定功能** 设备地址是通过印电板上的拨码开关来设定的，取值范围从04到FF，对应设备地址从04到FF。如果设置的地址在[01、02、03]范围内，则自动将设备地址默认为04。设备上电后，即使修改了拨码开关的值，新的设置也不会生效。 **3.3 数据采集传输功能** - **实时数据采集功能**: 通过RS232口采集下位机的数据，并将这些数据存储在本地。 - **污染治理设施运行状态**: 收集污染治理设施的状态信息。 - **污染物分钟数据查询功能**: 可以查询过去三个月内的每分钟数据。 - **污染物小时数据查询功能**: 查询过去三个月内的每小时数据。 - **污染物日数据查询功能**: 查询过去三个月内的每日数据。 - **取污染物报警记录**: 获取过去触发的污染物超标报警记录。 - **远程设置功能**: 允许远程登录并设置数采仪的相关参数。 - **数采仪登录注册功能** - **提取数采仪系统时间** - **设定数采仪系统时间** - **设置污染物超标报警值** - **提取污染物报警门限值** **3.4 数据存储功能** 设备内置SD卡，能够存储至少三个月的数据。数据以ACSII码形式存储，对于显示值均为4个字节的浮点数（直接将浮点数在内存中的4个字节数转换为其对应的8个16进制字符）。 **3.5 下位机数据轮询采集功能** 数采仪通过RS232接口定期轮询下位机的数据，并进行本地存储。 **3.6 显示功能** 通过2.8寸触摸液晶屏显示采集的数据和设备状态信息。 **3.7 现场设置功能** - **设置画面进入密码修改功能**: 修改进入设置画面的密码。 - **修改设定设备的MN号功能**: 修改设备的唯一标识号。 - **设置远程验证密码功能**: 设置远程访问的验证密码。 - **数采仪时间设定功能**: 手动调整数采仪的时间。 - **设置实时数据上报间隔**: 设定数据上报的频率。 - **设置超时时间和重发次数**: 设定通信过程中的超时时间和重发次数。 - **设置数采仪采样时间周期**: 调整采样的时间间隔。 - **设置系统IP地址**: 设置数采仪的网络IP地址。 **3.8 数采仪内部数据寄存器定义** 定义了各种寄存器的用途和数据格式，便于管理和存储采集的数据。 **3.9 对下通信协议** 定义了数采仪与下位机之间的通信协议，包括数据帧字符组成、字节通讯格式等。 #### 四、通讯协议说明 **4.1 数据帧字符组成** 定义了数据帧的组成结构，包括起始符、地址、功能码等。 **4.2 字节通讯格式** 规定了通讯过程中每个字节的数据格式。 **4.3 应答模式** 定义了数采仪接收指令后应如何响应。 **4.4 超时重发机制** - **请求回应的超时**: 规定了请求应答的最大等待时间。 - **执行超时**: 规定了操作执行的最大等待时间。 **4.5 通讯协议数据结构** - **通讯包结构组成**: 定义了数据包的基本结构。 - **数据段结构组成**: 定义了数据段的具体格式。 - **数据区**: 描述了数据区的具体内容和格式。 **4.6 字段对照表** 列举了所有字段及其含义。 **4.7 代码定义** 定义了各种状态码的含义。 **4.8 执行结果定义表** 定义了不同操作的执行结果代码。 **4.9 请求返回表** 定义了各种请求命令的返回值。 **4.10 命令列表** 列出了所有支持的命令及其格式。 #### 五、通信协议举例 提供了多种常见操作的通信协议示例，如登录注册、提取系统时间、设置系统时间、实时数据采集等功能的具体实现方法。 #### 六、交付成果物说明 说明了项目完成后的具体交付成果，包括软件代码、文档资料等。 HCS001数采仪是一款功能全面且实用的环保监测设备，适用于各种污染源在线监控场景，能够有效提升环境监测工作的效率和准确性。